SO SÁNH CÁC ĐẶC TRƯNG QUÁ TRÌNH CHÁY ĐỘNG CƠ DUAL FUEL CUNG CẤP SYNGAS KIỂU HÚT VÀ KIỂU PHUN TRỰC TIẾP

Phun trực tiếp syngas vào xi lanh làm tăng khối lượng khí nạp mới, tạo phân lớp hỗn hợp trong buồng cháy, giúp cải thiện công suất động cơ so với trường hợp cung cấp hỗn hợp syngas-không khí chuẩn bị trước trên đường nạp. So với động cơ diesel, công suất động cơ dual fuel syngas giảm 41,53% và 30,17% tương ứng với hệ số tương đương f=0,6 và f=0,85 khi cung cấp nhiên liệu kiểu hút. Khi cung cấp syngas kiểu phun trực tiếp, công suất động cơ dual fuel có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi thời điểm bắt đầu phun. So với động cơ diesel, công suất động cơ dual fuel syngas giảm 25%, 21%, 17% và 13% tương ứng với thời điểm bắt đầu phun 55°TK, 65°TK, 75°TK và 85°TK khi phun trực tiếp syngas với áp suất phun 5 bar. Mức độ phát thải NO_x của động cơ dual fuel syngas trong tất cả các trường hợp đều rất thấp, khoảng 100ppm. Áp suất phun 5 bar và bắt đầu phun trong kỳ nạp phù hợp với động cơ dual fuel syngas được cải tạo từ động cơ Vikyno RV165.

A COMPARISON STUDY ON COMBUSTION CHARACTERISTICS OF DUAL FUEL ENGINE WITH SYNGAS SUPPLYING THROUGH PREMIXED MIXTURE AND DIRECT INJECTION

Direct injection of syngas into the cylinder leads to an increase in volume efficiency, creating a stratified mixture in the combustion chamber, which improves engine performance compared to the case of syngas-air premixed mixture supplying. Compared with the diesel operating mode, the power of the syngas dual fuel engine is reduced by 41.53% and 30.17%, respectively, with the equivalence ratio f= 0.6 and f= 0.85 when supplying syngas-air premixed mixture. With direct injection mode, the dual fuel engine power can be adjusted by changing the injection start time. Compared with diesel engine, the power of syngas dual fuel engine decreased by 25%, 21%, 17% and 13%, respectively, with starting injection at 55°TK, 65°TK, 75°TK and 85°TK with injection pressure of 5 bar. In any case of syngas dual fuel engine, the NO_x emission concentration is very low, about 100ppm. Start injection in the intake stroke with 5 bar injection pressure is appropriate for syngas dual fuel syngas engine converted from the Vikyno RV165 engine.

Đường đồng mức hệ số tương đương và nhiệt độ trong buồng cháy tại thời điểm 330°TK, 345°TK và 355°TK (a); biến thiên khối lượng nhiên liệu trong xi lanh, lưu lượng hỗn hợp syngas-không khí, tốc độ bốc hơi diesel và hệ số tương đương theo góc quay trục khuỷu (b)(n=2400 v/ph)




Ảnh hưởng của hệ số tương đương đến các thông số quá trình cháy động cơ dual fuel cung cấp hỗn hợp syngas-không khí hòa trộn trước bằng phương pháp hút


 

Ảnh hưởng của thời điểm phun syngas đến các thông số quá trình cháy động cơ dual fuel (n=2400 v/ph, áp suất phun 5 bar, f_syn=0,75,  f_tong=0,92)

So sánh các thông số đặc trưng của quá trình cháy động cơ dual fuel cung cấp syngas kiểu hút hỗn hợp hòa trộn trước và kiểu phun trực tiếp (n=2400 v/ph, f_syn=0,75,  f_tong=0,92)

Kết luận

·        Cung cấp syngas kiểu phun trực tiếp giúp gia tăng khối lượng hỗn hợp mới nạp vào xi lanh, có khả năng tạo phân lớp hỗn hợp trong buồng cháy để tăng độ tin cậy khi đánh lửa bằng tia phun mồi nên có thể tăng hệ số tương đương, giúp tăng công suất động cơ so với trường hợp cung cấp hỗn hợp syngas-không khí được chuẩn bị trước trên đường nạp.
·        Khi cung cấp hỗn hợp syngas-không khí kiểu hút truyền thống thì công suất động cơ giảm 41,53% và 30,17% tương ứng với hệ số tương đươngf=0,6 và f=0,85. Mức độ phát thải NO_x của động cơ dual fuel syngas rất thấp, khoảng 100ppm, có thể bỏ qua so với khi động cơ sử dụng các loại nhiên liệu truyền thống.
·        Nếu áp suất phun cố định, công suất động cơ dual fuel có thể được điều chỉnh bằng các thay đổi thời điểm bắt đầu phun syngas. Với áp suất phun 5 bar, so với công suất động cơ diesel trước khi cải tạo thì công suất động cơ dual fuel syngas nhỏ hơn 25%, 21%, 17% và 13% tương ứng với thời điểm bắt đầu phun 55°TK, 65°TK, 75°TK và 85°TK.
·        Phun trực tiếp syngas vào xi lanh động cơ bắt đầu từ kỳ nạp với áp suất phun 5 bar là giải pháp phù hợp cho động cơ dual fuel chạy bằng syngasđược cải tạo động cơ Vikyno RV165.
·        Có thể điều chỉnh tải động cơ dual fuel syngas phun trực tiếp bằng cách thay đổi thời điểm bắt đầu và kết thúc phun để thay đổi lượng khí mới nạp vào xi lanh thay vì điều chỉnh hệ số tương đương như các giải pháp truyền thống. Điều này giúp ổn định quá trình cháy khi động cơ chạy bằng nhiên liệu nghèo.